Cracking state analysis of reinforced concrete grain silos structures

• Autorzy: Prusiel Jolanta Anna

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2020.1.23

Warianty tytułu

PL

Analiza stanu zarysowania konstrukcji żelbetowych silosów na zboże

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Silo structures are classified as objects with a higher degree of risk and disaster hazard compared to other engineering structures. In reinforced concrete silos, the following may occur: excessive cracks or strains, exceeding capacity of the wall or the floor to withstand bending moments and normal forces, corrosion of structural members, or explosions of a part or the whole silo bin. Silo failures may be caused by yet not fully recognized stress and strain states in sections of the silo chambers, which result from random and variable interactions of stored granular media in combination with temperature fields. Circadian fluctuations of ambient temperature that occur particularly during early winter and spring coupled with the static pressure of the granular medium produce overload states in the silo wall structures. As a result, additional tensile stresses combined with bending are produced. All these factors cause increased cracking in reinforced concrete silo walls, which may reduce the load capacity and durability of the silo structure. The paper presents assumptions and design procedures regarding verification of the cracking state in reinforced concrete silo chambers based on the latest recommendations given in EN 1992-3, EN 1992-1-1 and fib Model Code 2010.

PL

Konstrukcje silosów są klasyfikowane jako obiekty o wyższym stopniu ryzyka i zagrożenia katastrofą w porównaniu z innymi konstrukcjami inżynierskimi. W silosach żelbetowych mogą wystąpić: nadmierne zarysowania lub odkształcenia, przekroczenie nośności ściany lub dna na momenty zginające i siły normalne, korozja elementów konstrukcyjnych, eksplozje części lub całej komory silosu. Awarie silosów mogą być spowodowane jeszcze nie do końca rozpoznanymi stanami naprężeń i odkształceń w sekcjach komór silosu, które wynikają z przypadkowych i zmiennych oddziaływań składowanych ośrodków ziarnistych w połączeniu z polami temperatury. Dobowe wahania temperatury otoczenia, które występują szczególnie wczesną zimą i wiosną, w połączeniu ze statycznym parciem ośrodka ziarnistego, powodują stany przeciążenia konstrukcji ścian silosu. W rezultacie powstają dodatkowe naprężenia rozciągające połączone ze zginaniem. Wszystkie te czynniki powodują zwiększone zarysowanie ścian żelbetowych silosów, co może wpływać na obniżenie nośności i trwałości konstrukcji silosu. W artykule przedstawiono założenia i procedury projektowe dotyczące weryfikacji stanu zarysowania w żelbetowych komorach silosów w oparciu o najnowsze zalecenia podane w EN 1992-3, EN 1992-1-1 oraz fib Model Code 2010.

Słowa kluczowe

EN

cracking state; silos; RC structures

PL

zarysowanie; silos; konstrukcje żelbetowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2020
• Tom: Z. 26 (176)
• Strony: 156--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Prusiel Jolanta Anna

• Bialystok University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Environmental Sciences, 45E Wiejska St., 15-351 Bialystok, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6827-1059

Bibliografia

• [1] Martens P., Silo-Handbuch. Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und Technische Wissenschaften, Berlin, Germany, 1988.
• [2] Molenda M., Horabik J., Thompson S.A., Ross I.J., Bin Loads Induced by Eccentric Filling and Discharge of Grain, Transaction of the ASAE 2002, 45, 3, 781-785.
• [3] Bartali El H., Hatfield F.J., Forces in cylindrical grain silos caused by decreasing ambient temperature, ACI Structural Journal 1990, 87(1), 108-116.
• [4] Prusiel J.A., Effects of static and temperature-moisture field interactions in reinforced concrete cylindrical grain silos (in Polish), Scientific dissertations No 271, Bialystok University of Technology 2015, Bialystok, Poland.
• [5] EN 1990:2004. Eurocode: Basis of structural design.
• [6] EN 1991-4:2006. Eurocode 1. Actions on structures - Part 4: Silos and tanks.
• [7] Lapko A., Prusiel J.A., Structural analysis of RC circular grouped silos under patch actions, Granular Matter 2004, 6, No 2/3, 185-190.
• [8] Prusiel J.A., Gierej K., Stress states caused in chamber of reinforced concrete grain silo by non-centric emptying on large eccentricities, Studia Geotechnica et Mechanica 2018, Wroclaw, 282-291.
• [9] Lapko A., Kollataj J., The wireless technique of examination of silo wall structures during operation, [w:] In Proceedings of the 4th International Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids 2003, Budapest, Hungary, 1, 6.77–6.82.
• [10] EN 1992-3:2006. Eurocode 2. Design of concrete structures – Part 3:Liquid retaining and containment structures.
• [11] EN 1992-1-1:2004. Eurocode 2. Design of concrete Structures – Part 1-1: General Rules.
• [12] Pre-standard Concrete Structures, fib Model Code 2010 (in Polish). CEB-FIP Polish National fib Group 2014, 2, Cracow, Poland.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).